Remediation of anionic surfactants and ammonium by biological materials

Yüzey aktif maddeler deterjanların esas bileşenleri olup evsel ve endüstriyel atık olarak deşarj edilmektedir. Amonyak (veya iyonize olmuş formu amonyum) ise insan ve hayvan metabolizması sonucu oluşan bir yan ürün olup, su ürünleri yetiştiriciliği ve kuluçkahane bulunan işletmelerde oluşmakta ve deşarj edilmektedir. Toprak ve su kaynaklarının yüzey aktif maddeler ve amonyum ile kirlenmesi bu maddelerin zararlı etkilerinden dolayı büyük problemlere yol açmaktadır. Bu maddeler birçok organizmanın sağlığı için tehdit oluşturmaktadır ve tatlı su ekosistemindeki organizmaların toplu ölümlerine yol açabilmektedir. Bu durum ciddi sorunlara sebebiyet verdiğinden dolayı atık su sistemlerindeki amonyum ve yüzey aktif maddelerin konsantrasyonunun azaltılması için etkili yollara ihtiyaç vardır.Atık su sistemlerinin arıtılmasında kullanılan kimyasal ve biyolojik metotlar mevcuttur. Biyolojik metotlar kimyasal metotlara göre daha çevreci özelliklere sahiptir. Biyolojik arıtım metotları arasında özel bakteri suşlarının kimyasal atıkların yıkımı amacıyla kullanımı endüstriyel ve belediye atık sularının arıtımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bazen bu bakteri karışımları zorlu çevresel koşullara karşı dayanıklı olamamakta ve istenilen atığa yönelik bir arıtım sağlayamamaktadır. Zorlu çevre koşullarına daha dayanıklı ve biyoyıkım amacıyla kullanılabilecek daha iyi ve daha güçlü bakterilerin bulunması ve izole edilmesi olası bir stratejidir. Uygun çevresel ve fiziksel koşullar sağlandığında bu yöntem atık suların arıtımında başarı sağlayabilmektedir. Bu amaçla iki adımlı bir yaklaşım takip edilmiştir.Projenin ilk kısmında, belirli bir endüstriyel atık suyunun anyonik yüzey aktif maddelerden arındırılması için etkili bir biyolojik yöntem geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu kısımda çözüme yönelik iki ana strateji geliştirilmiştir: daha biyobozunur ve daha çevreci bir deterjanın bulunması ve uygulanması, ve arıtılması istenilen endüstriyel atık suyun içindeki yüzey aktif maddeye özgü nitelikte bir biyolojik arıtma metodunun geliştirilmesi. Bu iki stratejinin birleştirilmesi ile atık sulardaki anyonik yüzey aktif maddelerin arıtımının daha etkili olması hedeflenmiştir.Projenin ikinci kısmında, STB1 bakteri suşu, ticari bir deniz levreği çiftliğinden izole edilmiş ve amonyumu temizleme karakteristikleri yüksek olarak bulunmuştur. STB1 suşunun tür olarak tespiti Acinetobacter calcoaceticus olarak bulunmuştur. STB1 suşunun 72 saat içinde, aynı koşullarda, değişen konsantrasyonlardaki amonyumu parçalama karakteristikleri değerlendirilmiş, düşük (50 mg/l) ve ara konsantrasyonlardaki amonyumda (100 mg/l) neredeyse tamamen parçaladığı görülürken yüksek konsantrasyonda (210 mg/l) %45 oranında parçalama gözlemlenmiştir. 100 mg/l örneği için metabolize olmuş olan amonyumun düşük bir miktarı nitrit veya nitrata dönüşüp %22.16 oranında amonyum hücre biyokütlesine aktarılırken, %4.34 oranında toplam azot ilk etapta hücre biyokütlesine katılıp daha sonra süpernatanta aktarılmıştır. Geri kalan dönüşüm ürünlerinin büyük bir kısmının ise gaz halindeki denitrifikasyon ürünleri olduğu umulmaktadır. Artemia salina (su piresi) ile yapılan toksikoloji çalışmalarının sonucuna göre STB1 suşunun Artemia larvaları için toksik olmadığı bulunmuştur. Bu sonuç STB1 suşunun güvenli ve etkili bir şekilde sucul ekosistemlerin su kalitesi zenginleştirilmesi amacıyla kullanılabileceğini önermektedir.Anahtar kelimeler: biyoremediasyon; çevresel biyoteknoloji; anyonik yüzey aktif maddeler; heterotropik amonyum yok edilimi; Artemia salina